文档介绍：动力型铅酸电池充电控制技术研究
:铅酸蓄电池由于其制造成本低,容量大,价格低廉而得到了广泛的使用。但是,若使用不当,其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,而采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。研究发现:电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程的影响较少。所以,一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。
关键词:铅酸蓄电池;动力型;充电方法;控制技术
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新的蓄电池投入使用后,必须定期地进行充电和放电。充电的目的是使蓄电池贮存电能及时地恢复容量,以满足用电设备的需要。放电的目的是及时地检验蓄电池容量参数,及促进电极活性物质的活化反应。蓄电池充电和放电状况的好坏,将直接影响到蓄电池的电性能及使用寿命。目前对蓄电池充电的方法很多,选择科学合理的充电方法将会大大提高蓄电池的维护效果。
1铅酸蓄电池充放电工作原理
铅酸蓄电池充放电的电化学理论
蓄电池是可逆的,其放电及充电的化学反应式如下:
PbO2+Pb+2H2SO4→PbSO4+2H2O
充电时,应在外接一直流电源(充电极或整流器),使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质,并把外界的电能转变为化学能储存起来。在正极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2+)和硫酸根负离子(SO4-2),由于外电源不断从正极吸取电子,则正极板附近游离的二价铅离子(Pb2+)不断放出两个电子来补充,变成四价铅离子(Pb4+),并与水继续反应,最终在正极极板上生成二氧化铅(PbO2)。在负极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2+)和硫酸根负离子(SO4-2),由于负极不断从外电源获得电子,则负极板附近游离的二价铅离子(Pb2+)被中和为铅(Pb),并以绒状铅附着在负极板上。电解液中,正极不断产生游离的氢离子(H+)和硫酸根离子(SO4-2),负极不断产生硫酸根离子(SO4-2),在电场的作用下,氢离子向负极移动,硫酸根离子向正极移动,形成电流。充电后期,在外电流的作用下,溶液中还会发生水的电解反应。
铅酸蓄电池放电时,电解液中的硫酸不断减少,水逐渐增多,溶液比重下降; 铅酸蓄电池充电时,电解液中的硫酸不断增多,水逐渐减少,溶液比重上升。实际工作中,可以根据电解液比重的变化来判断铅酸蓄电池的充电程度。
蓄电池极化现象分析
(1)欧姆极化充电过程中,正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力,称为欧姆内阻。为了克服这个内阻,外加电压就必须额外施加一定的电压,以克服阻力推动离子迁移。该电压以热的方式转化给环境,出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大,欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。(2)浓度极化电流流过蓄电池时,为维持正常的反应,最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充,生成物能及时离去。实际上,生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度,从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说,从电极表面到中部溶液,电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。(3)电化学极化这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度,落后于电极上电子运动的